许多外骨骼是为了帮助人们行走而设计的，还有一些设备可以帮助人们跑步。到目前为止，还没有一种不系绳的设备能够有效地处理两种步态。哈佛大学和内布拉斯加州大学奥马哈分校的研究人员开发了一种轻便的外服，可以帮助穿着者行走和跑步。
哈佛大队的团队WYSS生物启发工程研究所约翰·保尔森工程与应用科学学院(海洋），以及来自内布拉斯加州大学奥马哈今天，该研究在纽约科学机器人．
“在过去的五年中，我们的团队和其他人表明了脚踝有助于走路，”Conor Walsh.是一个Wyss Institute的核心学院成员，戈登McKay在海域的工程和应用科学教授，以及创始人哈佛大学生物设计实验室．“最近，我们在一个案例中探索了使用被动髋关节系统的跑步。”
“剩下的挑战之一是一个以上有一个以上活动的设备。我们首次可以帮助多个，“他告诉机器人报告．“相关突破是，系统自动检测人是否正在步行或运行，动态调整其援助水平。”
DARPA和开发团队
“这是多年努力的高潮，”沃尔什说。“自2012年以来，我们一直在努力浮雕，我们已经开发了许多类型的系统，以帮助为中风幸存者进行行走和康复。”
这项研究是由美国国防高级研究计划局(DARPA)的前任发起的战士的Web项目，国家科学基金会，和Wyss研究所．
“过去几年一直是DARPA计划的最后阶段，”沃尔什说。“我们看着人们走出不同的速度，在崎岖的地形上跑来跑去，并倾斜。”
类似的技术用于医学版用于辅助中风患者的髋关节和踝关节行走。在市场上可以买到通过“重新行走”机器人．
虽然大部分工作都在哈佛，菲律宾麦克尔姆沃尔什说，他领导了这篇论文中的生物力学分析。
jin - soo Kim是一名美国海洋工程学院(SEAS)的研究生，他和Giuk Lee博士是第一作者。Giuk Lee博士曾是Walsh团队的博士后研究员，现在是韩国首尔中央大学的助理教授。
研究中的其他作者是过去和威尔士团队的成员，包括数据分析师罗马Heimgartner;研究员Dheepak Arumukhom Revi;控制工程师Nikos Karavas，Ph.D;功能性服装设计师Danielle Nathanson;机器人工程师Ignacio Galiana，博士。机器人工程师ASA Eckert-erdheim;机电工程师Patrick Murphy;工程师David Perry;软件工程师Nicolas Menard，以及研究生Dabin Kim Choe。
沃尔什说:“这个项目是一个巨大的团队努力，多个学科——纺织品、生物力学、机器人——合作了很多年。”“论文和结果都很好，但我们很高兴能了解彼此的专业知识，并朝着共同的目标努力。”
关注臀部
沃尔什说:“我们从了解不同步态的生物力学开始——身体和腿的行为从根本上不同。”“我们使用三个不同的imu(惯性测量单元)来检测不同的行走模式，从而实现了99%的准确率的分类算法。”
虽然走路和跑步不同，但都涉及到从脚接触地面开始的髋关节的延伸。这需要消耗能量来推动身体，成为可穿戴机器人设备的焦点。
该团队的最新外壳设计设计更轻，简单，包括腰部和大腿的纺织带。该装置总重量为5kg（11磅），其重量的90％以上靠近佩戴者的质心。
这款便携式外服在背部下部有一个移动驱动系统，通过一种算法控制电缆，可以检测步态之间的转换。
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外鼻圈提高效率
一个主要的挑战是调整算法，以区分步态速度，并在正确的时间改变其驱动周期，以获得正确的辅助量。
“我们在实验室和外部广泛地测试了硬件和控制算法，”Walsh解释说。“测试表明，我们可以减少散步和运行的能量，并且它稳健地工作。”
在基于跑步机的测试中，与不佩戴该设备时相比，用户步行时的代谢率平均降低了9.3%，跑步时降低了4%。
“那些减少仍然是相对谦虚的，但其他人已经为只有一个步态或另一个表达了更多，”沃尔什说。“代谢减少就像卸载重量。这就像服用5.5kg [12.1磅]或7.5kg [16.5磅]。“
轻质多功能外来露台在上坡行走期间助攻臀部延伸，在自然地形中的不同运行速度。资料来源：哈佛大学的Wyss学院
“大约一年前，我们发表了一篇论文多联接系统在臀部和脚踝，”他补充道。“它可以减少16%，但仅限于帮助行走。跑步更有活力，我们想要最小的重量。”
沃尔什说：“本文的重点是exosoS;徒步旅行者，士兵和工厂工人来增加正常的人类性能。”“我们确实与重新播放的持续合作探索髋关节设备对中风，多发性硬化症或帕金森病人有用的地方。这里开发的专业知识最终可能饲养给医疗设备。“
研究小组正在继续研究如何进一步减轻宇航服的重量，个性化帮助，提高其易用性。
提交：航空航天+防御，学生项目，机器人报告
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